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Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung zur Veränderung der
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Konzentration von Salzsole, insbesondere für Wasserenthärter von Wasch-
und Geschirrspülmaschinen, mit einem Gehäuse, das zwei gegensinnig mittels eines
Stellorgans drosselbare Rohrleitungsanschlüsse und einen nicht beeinflußbaren Rohrleitungsanschluß
aufweist.
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Eine Mischvorrichtung der vorgenannten Art ist beispielsweise aus
der deutschen Offenlegungsschrift 26 30 164 bekannt. Hierin wird eine Wasserenthärtungsanlage
für Hausgeräte beschrieben, die üblicherweise ein Salzgefäß und ein Ionenaustauschergefäß
aufweist. Das Salzgefäß wird mit Salz und Wasser gefüllt, wobei sich eine gesättigte
Sole von etwa 24 % Salzgehalt bildet. Zur Regenerierung der Ionenaustauschermasse
wird die gesättigte Salzlösung mit Frischwasser verdünnt und diese verdünnte Lösung
in das Tauschergefäß eingeleitet. Die Anordnung ist so getroffen, daß das zulaufende
Frischwasser durch die Mischvorrichtung mengenmäßig aufgeteilt wird. Der eine Teil
fließt über das Salzgefäß und der andere Teil wird über einen Bypass an dem Salzgefäß
vorbeigeleitet und in die Verbindungsleitung zwischen dem Salzgefäß und dem Ionenaustauschergefäß
eingeleitet. Das von Hand betätigbare Stellglied beeinflußt somit die Ablauföffnungen
der Vorrichtung, während die Frischwasser-Zulauföffnung unbeeinflußt bleibt.
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Nun ist allerdings der Strömungswiderstand im Salzgefäß wegen dessen
unterschiedlicher Füllung ständigen Änderungen unterworfen. Zudem macht der örtlich
unterschiedliche Wasserleitungsdruck die Einstellung des Strömungsteilers, so muß
man richtigerweise die bekannte Mischvorrichtung bezeichnen, unsicher. Im Ergebnis
läßt sich also die Konzentration der in den Ionenaustauscher einfließenden Salzlösung
nicht in dem Sinne bestimmen, daß man den Stellhebel der Mischvorrichtung beispielsweise
auf 15 % einstellt und damit auch tatsächlich eine Salzkonzentration von 15 % erreicht,
sondern das Ergebnis hängt von den erwähnten Parametern ab und ist überdies ungenau.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mischvorrichtung anzugeben,
die unabhängig von allen Randbedingungen ständig eine Salzlösung bestimmter Konzentration
im ungesättigten Bereich zur Verfügung stellt und selbsttätig arbeitet.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Mischvorrichtung der einleitend
bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der eine drosselbare Rohrleitungsanschluß
als Zulauf für stark konzentrierte Sole, der andere drosselbare Rohrleitungsanschluß
als Zulauf für Wasser und der nicht beeinflußbare Rohrleitungsanschluß als Ablauf
für verdünnte Sole dient und daß in dem Gehäuse ein Auftriebskörper angeordnet ist,
der mit dem Stellorgan derart in Verbindung steht, daß mit zunehmendem Auftrieb
der Solezulauf stärker gedrosselt wird.
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Der Grundgedanke der Erfindung besteht also darin, daß die Solekonzentration
nach dem Zusammenfluß der aus dem Salzbehälter kommenden gesättigten Lösung und
des aus dem Bypass kommenden Verdünnungswassers mittels eines Schwimmers definierter
Dichte gemessen wird und daß in Abhängigkeit vom Meßergebnis der Zulauf konzentrierter
Sole gedrosselt und der Wasserzulauf entsprechend geöffnet wird oder umgekehrt.
Das läßt sich aber nur dadurch verwirklichen, daß die Mischvorrichtung strömungsmäßig
nicht vor dem Salzbehälter, sondern nach dem Salzbehälter angeordnet wird.
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Die Stellung des Schwimmers ist ein Maß für die Salzkonzentration
und sie wird zur Kontrolle der Zuläufe ausgenutzt. Praktische Versuche haben ergeben,
daß die Dichte der erhaltenen Mischung mit beträchtlicher Genauigkeit gleich der
Dichte des Auftrieb körpers ist.
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Um die an sich geringe Auftriebskraft des Schwimmers zu verstärken
und Störungen infolge von Reibungswiderständen zu vermeiden, wird als bevorzugtes
Ausführungsbeispiel vorgeschlagen, daß ein T-förmiger Schwimmerhebel im Schnittpunkt
des Querschenkels mit dem Mittelschenkel um eine zu beiden Schenkeln senkrechte,
horizontale Achse frei schwenkbar gelagert ist, daß die Endabschnitte des Querschenkels
mit den entsprechend angeordneten Zulauföffnungen im Sinne eines kontinuierlichen
Abdeckens oder Freigebens zusammenwirken und daß am Ende des Mittelschenkels der
Auftriebskörper angeordnet ist.
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Insbesondere kann die Anordnung so getroffen werden, daß die Achsen
der Zulauföffnungen zur Hebelachse parallel liegen, so daß der Querschenkel an den
Öffnungen vorbeistreicht, ähnlich einem Sperrschieber. In der Arbeitsstellung, in
welcher sich die angestrebte Salzkonzentration einstellt, sind beide Zulauföffnungen
teilweise abgedeckt.
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Die als Stell- oder Abdeckorgane wirkenden Partien des Schwimmerhebels
brauchen nicht dicht über den Rand der Zulauföffnungen zu streichen, sondern können
gegenüber den Rändern ein gewisses Spiel oder gar einen Abstand haben, so daß Leichtgängigkeit
des Schwimmerhebels gewährleistet ist. Der Abstand von den Öffnungsrändern kann
auch je nach der Hebelstellung unterschiedlich sein, d. h. die Abdeckfläche kann
bezüglich der durch den Öffnungsrand gebildeten Fläche geneigt sein. Dadurch läßt
sich jede gewünschte Schließcharakteristik verwirklichen.
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Um die Hebelstellung durch Strömungseinwirkung nicht zu beinflussen
oder zu verfälschen, ist es zweckmäßig, wenn die Zulauföffnung für die stark konzentrierte
Sole oben und diejenige für Wasser unten angeordnet ist und die Ablauföffnung an
der den Zulauföffnungen gegenüberliegenden Seite des Gehäuses im oberen Bereich
angeordnet ist. Das Gehäuse kann eine längliche Form haben, wenn der Mittelschenkel
des Schwimmerhebels länger als der Querschenkel ist.
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Um Schlauchleitungsanschlüsse zu vermeiden und die Fertigungskosten
zu
verringern, kann es je nach den gegebenen Umständen zweckmäßig sein, das Gehäuse
der Mischvorrichtung in das Salzgefäß oder in das Ionentauschergefäß zu integrieren,
d. h. es als ein Stück mit dem genannten Gefäß auszubilden. Für Hausgeräte sind
Wasserenthärter in Monoblock-Bauweise sehr verbreitet, d. h.
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die beiden genannten Gefäße bilden schon eine Baueinheit. Das Gehäuse
der Mischvorrichtung kann in diesem Fall in die Baueinheit ebenfalls eingegliedert
werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der
Zeichnung erläutert. Sie zeigt ein Blockschaltbild eines Wasserenthärters für Hausgeräte
und ein schematisches Schnittbild einer zugehörigen Mischvorrichtung.
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In einem quadrischen Gehäuse 1 ist um eine horizontale Achse 2 ein
T-förmiger Schwimmerhebel 3 frei schwenkbar gelagert. Er besteht aus einem Querschenkel
4 und einem Mittelschenkel 5, an dessen Ende ein Auftriebskörper 6 angebracht ist.
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Das Gehäuse 1 hat drei Rohrleitungsanschlüsse 7, 8 und 9. Die Anschlüsse
7 und 8 für konzentrierte Salzlösung bzw. Frischwasser münden an der Rückseite des
Gehäuses parallel zur Achse 2. Die Endabschnitte des Querschenkels 4 streichen somit
bei der Bewegung des Schwimmerhebels an den Öffnungen 10 und 11 vorbei.
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Durch den Ablaufanschluß 9 verläßt die verdünnte Sole das Gehäuse
wieder. Ein Strömungsschild 12 trennt die Ablauföffnung vom
Bewegungsraum
des Auftriebskörpers 6, so daß dieser auch in seiner oberen Stellung durch die Strömung
nicht beeinflußt wird.
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Um ein sich eventuell aufbauendes Luftpolster zu vermeiden, weist
der Strömungsschild 12 dort, wo er in die Gehäusedeckfläche übergeht, kleine Durchlaßöffnungen
13 auf.
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Die beschriebene Mischvorrichtung ist ein Teil eines Wasserenthärters,
der einen Salzbehälter 14 einen Ionenaustauscher-Behälter 15 und einen höherliegenden
Wasservorratsbehälter 16 für die Regenerierung aufweist. Der Wasservorratsbehälter
wird über ein Füllrohr 17 im Verlauf des Arbeitsprogramms der betreffenden Haushaltsmaschine
mit mindestens so viel Wasser gefüllt, wie Salzlösung zum Regenerieren der im Behälter
15 enthaltenen Tauschermasse notwendig ist. Vom Wasservorratsbehälter 16 führt eine
erste Leitung 18 zum Salzbehälter 14 und eine zweite Leitung 19 zum Rohrleitungsanschluß
8 des Gehäuses 1. Der Salzbehälter ist über eine Leitung 20 mit dem Rohrleitungsanschluß
7 verbunden, an welchem somit gesättigte Salzlösung ansteht. Andererseits ist der
Rohrleitungsanschluß 9 über ein Magnetventil 21 mit dem Tauscherbehälter 15 verbunden.
Im Enthärtungsbetrieb ist dieses Magnetventil 21 geschlossen. Durch eine Leitung
22 tritt Rohwasser in den Tauscher ein und das Weichwasser fließt über eine Leitung
23 zum Weichwasserverbraucher.
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Um den Ionenaustauscher zu regenerieren, wird der Rohwasserzulauf
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abgesperrt. Danach öffnet das Magnetventil 21, worauf das Wasser aus dem hochliegenden
Vorratsbehälter 16 infolge des hydrostatischen Drucks durch den Salzbehälter 14
bzw. unmittelbar durch das Gehäuse 1 hindurch in den Tauscherbehälter 15 eindringt
und das dort befindliche Wasser durch die Weichwasserleitung 23 hinausdrückt.
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Es sei angenommen, daß zunächst der Schwimmerhebel 3 die ausgezogen
gezeichnete Stellung einnimmt. Hierbei ist die Wasserzulauföffnung 11 geschlossen
und die Solezulauföffnung 10 geöffnet.
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Das Gehäuse 1 wird sich also mit stark konzentrierter Sole füllen,
wodurch der Auftriebskörper 6 nach oben steigt und die Solezulauföffnung 10 zunehmend
schließt, während die Wasserzulauföffnung 11 im gleichen Maße geöffnet wird. Die
dadurch zunehmende Verdünnung der Lösung in dem voll gefüllten Gehäuse 1 läßt den
Auftriebskörper 6 wieder etwas absinken und schließlich stellt sich der Schwimmerhebel
so ein, daß die gewünschte Salzkonzentration erhalten wird und nur in dieser Konzentration
den Rohrleitungsanschluß 9 verläßt.
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Die erwünschte Salzkonzentration liegt bei Wasserenthärtern für Haushaltsgeräte
bei etwa 5 %. Dadurch kann im Vergleich mit den bisher üblichen Salzkonzentrationen
eine beträchtliche Verringerung des Salzverbrauchs beim Betrieb des Hausgeräts erzielt
werden.
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1 Gehäuse 2 Achse 3 Schwimmerhebel 4 Querschenkel 5 Mittelschenkel
6 Auftriebskörper 7 Rohrleitungsanschluß, Sole 8 Rohrleitungsanschluß, Wasser 9
Rohrleitungsanschluß, Ablauf 10 Öffnung 11 Öffnung 12 Strömungsschild 13 Durchlaßöffnung
14 Salzbehälter 15 Ionenaustauscher-Behälter 16 Wasservorratsbehälter 17 Füllrohr
18 Leitung 19 Leitung 20 Leitung 21 Magnetventil 22 Leitung, Rohwasser 23 Leitung,
Weichwasser